tlen został wyprodukowany przez kilku chemików przed jego odkryciem w 1774, ale nie rozpoznali go jako odrębnego pierwiastka. Joseph Priestley i Carl Wilhelm Scheele niezależnie odkryli tlen, ale Priestley zwykle przypisuje się to odkryciu. Oba były w stanie wytwarzać tlen poprzez ogrzewanie tlenku rtęci (HgO). Priestley nazwał gaz wytwarzany w swoich eksperymentach „dephlogisticated air”, a Scheele „fire air”. Nazwa tlen została stworzona przez Antoine ’ a Lavoisiera, który błędnie uważał, że tlen jest niezbędny do wytworzenia wszystkich kwasów.
tlen jest trzecim najliczniejszym pierwiastkiem we wszechświecie i stanowi prawie 21% ziemskiej atmosfery. Tlen stanowi prawie połowę masy skorupy ziemskiej, dwie trzecie masy ciała ludzkiego i dziewięć dziesiątych masy wody. Duże ilości tlenu mogą być ekstrahowane ze skroplonego powietrza w procesie znanym jako destylacja frakcyjna. Tlen może być również wytwarzany przez elektrolizę wody lub przez ogrzewanie chloranu potasu (KClO3).
tlen jest pierwiastkiem wysoce reaktywnym i jest zdolny do łączenia się z większością innych pierwiastków. Jest on wymagany przez większość organizmów żywych i dla większości form spalania. Zanieczyszczenia w stopionej surówce są spalane strumieniami wysokociśnieniowego tlenu w celu wytworzenia stali. Tlen może być również łączony z acetylenem (C2H2)w celu wytworzenia wyjątkowo gorącego płomienia używanego do spawania. Ciekły tlen w połączeniu z ciekłym Wodorem stanowi doskonałe paliwo rakietowe. Ozon (O3) tworzy cienką warstwę ochronną wokół Ziemi, która chroni powierzchnię przed promieniowaniem ultrafioletowym słońca. Tlen jest również składnikiem setek tysięcy związków organicznych.